linux ioctl函数详解,ioctl函数详解「建议收藏」(Linux.org)
1.介紹
Linux網絡程序與內核交互的方法是通過ioctl來實現的，ioctl與網絡協議棧進行交互，可得到網絡接口的信息，網卡設備的映射屬性和配置網絡接口.并且還能夠查看，修改，刪除ARP高速緩存的信息，所以，我們有必要了解一下ioctl函數的具體實現.
2.相關結構體與相關函數
#include
int ioctl(int d,int request,….);
參數:
d-文件描述符，這里是對網絡套接字操作，顯然是套接字描述符
request-請求碼
省略的部分對應不同的內存緩沖區，而具體的內存緩沖區是由請求碼request來決定的,下面看一下具體都有哪些相關緩沖區。
(1)網絡接口請求結構ifreq
struct ifreq{#define IFHWADDRLEN 6 //6個字節的硬件地址，即MACunion{char ifrn_name[IFNAMESIZ];//網絡接口名稱}ifr_ifrn;union{struct sockaddr ifru_addr;//本地IP地址struct sockaddr ifru_dstaddr;//目標IP地址struct sockaddr ifru_broadaddr;//廣播IP地址struct sockaddr ifru_netmask;//本地子網掩碼地址struct sockaddr ifru_hwaddr;//本地MAC地址short ifru_flags;//網絡接口標記int ifru_ivalue;//不同的請求含義不同struct ifmap ifru_map;//網卡地址映射int ifru_mtu;//最大傳輸單元char ifru_slave[IFNAMSIZ];//占位符char ifru_newname[IFNAMSIZE];//新名稱void __user* ifru_data;//用戶數據struct if_settings ifru_settings;//設備協議設置}ifr_ifru;}#define ifr_name ifr_ifrn.ifrn_name;//接口名稱#define ifr_hwaddr ifr_ifru.ifru_hwaddr;//MAC#define ifr_addr ifr_ifru.ifru_addr;//本地IP#define ifr_dstaddr ifr_ifru.dstaddr;//目標IP#define ifr_broadaddr ifr_ifru.broadaddr;//廣播IP#define ifr_netmask ifr_ifru.ifru_netmask;//子網掩碼#define ifr_flags ifr_ifru.ifru_flags;//標志#define ifr_metric ifr_ifru.ifru_ivalue;//接口側度#define ifr_mtu ifr_ifru.ifru_mtu;//最大傳輸單元#define ifr_map ifr_ifru.ifru_map;//設備地址映射#define ifr_slave ifr_ifru.ifru_slave;//副設備#define ifr_data ifr_ifru.ifru_data;//接口使用#define ifr_ifrindex ifr_ifru.ifru_ivalue;//網絡接口序號#define ifr_bandwidth ifr_ifru.ifru_ivalue;//連接帶寬#define ifr_qlen ifr_ifru.ifru_ivalue;//傳輸單元長度#define ifr_newname ifr_ifru.ifru_newname;//新名稱#define ifr_seeting ifr_ifru.ifru_settings;//設備協議設置
如果想獲得網絡接口的相關信息，就傳入ifreq結構體.
(2)網卡設備屬性ifmap
struct ifmap{//網卡設備的映射屬性unsigned long mem_start;//開始地址unsigned long mem_end;//結束地址unsigned short base_addr;//基地址unsigned char irq;//中斷號unsigned char dma;//DMAunsigned char port;//端口}
(3)網絡配置接口ifconf
struct ifconf{//網絡配置結構體是一種緩沖區int ifc_len;//緩沖區ifr_buf的大小union{char__user *ifcu_buf;//繪沖區指針struct ifreq__user* ifcu_req;//指向ifreq指針}ifc_ifcu;};#define ifc_buf ifc_ifcu.ifcu_buf;//緩沖區地址#define ifc_req ifc_ifcu.ifcu_req;//ifc_req地址
(4)ARP高速緩存操作arpreq
/**ARP高速緩存操作，包含IP地址和硬件地址的映射表操作ARP高速緩存的命令字 SIOCDARP,SIOCGARP,SIOCSARP分別是刪除ARP高速緩存的一條記錄，獲得ARP高速緩存的一條記錄和修改ARP高速緩存的一條記錄struct arpreq{struct sockaddr arp_pa;//協議地址struct sockaddr arp_ha;//硬件地址int arp_flags;//標記struct sockaddr arp_netmask;//協議地址的子網掩碼char arp_dev[16];//查詢網絡接口的名稱}
3. 請求碼request
類別Request說明數據類型
套
接
口SIOCATMARK
SIOCSPGRP
SIOCGPGRP是否位于帶外標記
設置套接口的進程ID或進程組ID
獲取套接口的進程ID或進程組IDint
int
int
文
件FIONBIN
FIOASYNC
FIONREAD
FIOSETOWN
FIOGETOWN設置/清除非阻塞I/O標志
設置/清除信號驅動異步I/O標志
獲取接收緩存區中的字節數
設置文件的進程ID或進程組ID
獲取文件的進程ID或進程組IDint
int
int
int
int
接
口SIOCGIFCONF
SIOCSIFADDR
SIOCGIFADDR
SIOCSIFFLAGS
SIOCGIFFLAGS
SIOCSIFDSTADDR
SIOCGIFDSTADDR
SIOCGIFBRDADDR
SIOCSIFBRDADDR
SIOCGIFNETMASK
SIOCSIFNETMASK
SIOCGIFMETRIC
SIOCSIFMETRIC
SIOCGIFMTU
SIOCxxx獲取所有接口的清單
設置接口地址
獲取接口地址
設置接口標志
獲取接口標志
設置點到點地址
獲取點到點地址
獲取廣播地址
設置廣播地址
獲取子網掩碼
設置子網掩碼
獲取接口的測度
設置接口的測度
獲取接口MTU
(還有很多取決于系統的實現)struct ifconf
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
ARPSIOCSARP
SIOCGARP
SIOCDARP創建/修改ARP表項
獲取ARP表項
刪除ARP表項struct arpreq
struct arpreq
struct arpreq
路
由SIOCADDRT
SIOCDELRT增加路徑
刪除路徑struct rtentry
struct rtentry
流I_xxx
4. 相關例子
(1)網絡接口信息選項獲取填充struct ifreq的ifr_name
#include #include #include #include #include #include #include #include #include /**ioctl函數是與內核交互的一種方法，使用ioctl函數與內核協議棧進行交互ioctl函數可操作I/O請求，文件請求與網絡接口請求網絡接口請求的幾個結構體:struct ifreq{#define IFHWADDRLEN 6 //6個字節的硬件地址，即MACunion{char ifrn_name[IFNAMESIZ];//網絡接口名稱}ifr_ifrn;union{struct sockaddr ifru_addr;//本地IP地址struct sockaddr ifru_dstaddr;//目標IP地址struct sockaddr ifru_broadaddr;//廣播IP地址struct sockaddr ifru_netmask;//本地子網掩碼地址struct sockaddr ifru_hwaddr;//本地MAC地址short ifru_flags;//網絡接口標記int ifru_ivalue;//不同的請求含義不同struct ifmap ifru_map;//網卡地址映射int ifru_mtu;//最大傳輸單元char ifru_slave[IFNAMSIZ];//占位符char ifru_newname[IFNAMSIZE];//新名稱void __user* ifru_data;//用戶數據struct if_settings ifru_settings;//設備協議設置}ifr_ifru;}#define ifr_name ifr_ifrn.ifrn_name;//接口名稱#define ifr_hwaddr ifr_ifru.ifru_hwaddr;//MAC#define ifr_addr ifr_ifru.ifru_addr;//本地IP#define ifr_dstaddr ifr_ifru.dstaddr;//目標IP#define ifr_broadaddr ifr_ifru.broadaddr;//廣播IP#define ifr_netmask ifr_ifru.ifru_netmask;//子網掩碼#define ifr_flags ifr_ifru.ifru_flags;//標志#define ifr_metric ifr_ifru.ifru_ivalue;//接口側度#define ifr_mtu ifr_ifru.ifru_mtu;//最大傳輸單元#define ifr_map ifr_ifru.ifru_map;//設備地址映射#define ifr_slave ifr_ifru.ifru_slave;//副設備#define ifr_data ifr_ifru.ifru_data;//接口使用#define ifr_ifrindex ifr_ifru.ifru_ivalue;//網絡接口序號#define ifr_bandwidth ifr_ifru.ifru_ivalue;//連接帶寬#define ifr_qlen ifr_ifru.ifru_ivalue;//傳輸單元長度#define ifr_newname ifr_ifru.ifru_newname;//新名稱#define ifr_seeting ifr_ifru.ifru_settings;//設備協議設置struct ifmap{//網卡設備的映射屬性unsigned long mem_start;//開始地址unsigned long mem_end;//結束地址unsigned short base_addr;//基地址unsigned char irq;//中斷號unsigned char dma;//DMAunsigned char port;//端口}struct ifconf{//網絡配置結構體是一種緩沖區int ifc_len;//緩沖區ifr_buf的大小union{char__user *ifcu_buf;//繪沖區指針struct ifreq__user* ifcu_req;//指向ifreq指針}ifc_ifcu;};#define ifc_buf ifc_ifcu.ifcu_buf;//緩沖區地址#define ifc_req ifc_ifcu.ifcu_req;//ifc_req地址(1)獲得配置選項SIOCGIFCONF獲得網絡接口的配置情況 需要填充struct ifreq中ifr_name變量(2)其它選項獲取填充struct ifreq的ifr_name**/int main(int argc,char*argv[]){int s;int err;s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(s<0){perror(“socket error”);return;}//傳入網絡接口序號，獲得網絡接口的名稱struct ifreq ifr;ifr.ifr_ifindex=2;//獲得第2個網絡接口的名稱err=ioctl(s,SIOCGIFNAME,&ifr);if(err){perror(“index error”);}else{printf(“the %dst interface is:%s\n”,ifr.ifr_ifindex,ifr.ifr_name);}//傳入網絡接口名稱，獲得標志memcpy(ifr.ifr_name,”eth0″,5);err=ioctl(s,SIOCGIFFLAGS,&ifr);if(!err){printf(“SIOCGIFFLAGS:%d\n”,ifr.ifr_flags);}//獲得MTU和MACerr=ioctl(s,SIOCGIFMTU,&ifr);if(!err){printf(“SIOCGIFMTU:%d\n”,ifr.ifr_mtu);}//獲得MAC地址err=ioctl(s,SIOCGIFHWADDR,&ifr);if(!err){unsigned char* hw=ifr.ifr_hwaddr.sa_data;printf(“SIOCGIFHWADDR:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n”,hw[0],hw[1],hw[2],hw[3],hw[4],hw[5]);}//獲得網卡映射參數 命令字SIOCGIFMAPerr=ioctl(s,SIOCGIFMAP,&ifr);if(!err){printf(“SIOCGIFMAP,mem_start:%d,mem_end:%d,base_addr:%d,ifr_map:%d,dma:%d,port:%d\n”,ifr.ifr_map.mem_start,ifr.ifr_map.mem_end,ifr.ifr_map.base_addr,ifr.ifr_map.irq,ifr.ifr_map.dma,ifr.ifr_map.port);}//獲得網卡序號err=ioctl(s,SIOCGIFINDEX,&ifr);if(!err){printf(“SIOCGIFINDEX:%d\n”,ifr.ifr_ifindex);}//獲取發送隊列的長度err=ioctl(s,SIOCGIFTXQLEN,&ifr);if(!err){printf(“SIOCGIFTXQLEN:%d\n”,ifr.ifr_qlen);}//獲取網絡接口IPstruct sockaddr_in *sin=(struct sockaddr_in*)&ifr.ifr_addr;//保存的是二進制IPchar ip[16];//字符數組，存放字符串memset(ip,0,16);err=ioctl(s,SIOCGIFADDR,&ifr);if(!err){inet_ntop(AF_INET,&sin->sin_addr.s_addr,ip,16);//轉換的字符串保存到ip數組中，第二個參數是要轉換的二進制IP指針，第三個參數是轉換完成存放IP的緩沖區，最后一個參數是緩沖區的長度printf(“SIOCGIFADDR:%s\n”,ip);}//查詢目標IP地址err=ioctl(s,SIOCGIFDSTADDR,&ifr);if(!err){inet_ntop(AF_INET,&sin->sin_addr.s_addr,ip,16);printf(“SIOCGIFDSTADDR:%s\n”,ip);}//查詢子網掩碼err=ioctl(s,SIOCGIFNETMASK,&ifr);if(!err){inet_ntop(AF_INET,&sin->sin_addr.s_addr,ip,16);printf(“SIOCGIFNETMASK:%s\n”,ip);}//設置IP地址，設置網絡接口inet_pton(AF_INET,”222.27.253.108″,&sin->sin_addr.s_addr);//將字符串IP轉換成二進制err=ioctl(s,SIOCSIFADDR,&ifr);//發送設置本機ip地址請求命令if(!err){printf(“check IP—–“);memset(&ifr,0,sizeof(ifr));memcpy(ifr.ifr_name,”eth0”,5);ioctl(s,SIOCGIFADDR,&ifr);inet_ntop(AF_INET,&sin->sin_addr.s_addr,ip,16);printf(“%s\n”,ip);}//得到接口的廣播地址memset(&ifr,0,sizeof(ifr));memcpy(ifr.ifr_name,”eth0″,5);ioctl(s,SIOCGIFBRDADDR,&ifr);struct sockaddr_in *broadcast=(struct sockaddr_in*)&ifr.ifr_broadaddr;//轉換成字符串inet_ntop(AF_INET,&broadcast->sin_addr.s_addr,ip,16);//inet_ntop將二進制IP轉換成點分十進制的字符串printf(“BROADCAST IP:%s\n”,ip);close(s);}運行結果:
[root@localhost ~]# ./ioctl-testthe 2st interface is:eth0SIOCGIFFLAGS:4163SIOCGIFMTU:1500SIOCGIFHWADDR:00:13:d4:36:98:34SIOCGIFMAP,mem_start:0,mem_end:0,base_addr:60416,ifr_map:201,dma:0,port:0SIOCGIFINDEX:2SIOCGIFTXQLEN:1000SIOCGIFADDR:222.27.253.108SIOCGIFDSTADDR:222.27.253.108SIOCGIFNETMASK:255.255.255.0check IP—–222.27.253.108BROADCAST IP:222.27.253.255
(2)查看arp高速緩存信息
#include #include #include #include #include #include #include #include #include /**ARP高速緩存操作，包含IP地址和硬件地址的映射表操作ARP高速緩存的命令字 SIOCDARP,SIOCGARP,SIOCSARP分別是刪除ARP高速緩存的一條記錄，獲得ARP高速緩存的一條記錄和修改ARP高速緩存的一條記錄struct arpreq{struct sockaddr arp_pa;//協議地址struct sockaddr arp_ha;//硬件地址int arp_flags;//標記struct sockaddr arp_netmask;//協議地址的子網掩碼char arp_dev[16];//查詢網絡接口的名稱}**///根據IP地址查找硬件地址int main(int argc,char*argv[]){int s;int err;struct arpreq arpreq;struct sockaddr_in *addr=(struct sockaddr_in*)&arpreq.arp_pa;//IP地址s=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);if(s<0){perror(“socket error”);}addr->sin_family=AF_INET;addr->sin_addr.s_addr=inet_addr(argv[1]);//轉換成二進制IPif(addr->sin_addr.s_addr==INADDR_NONE){printf(“IP地址格式錯誤\n”);}strcpy(arpreq.arp_dev,”eth0″);err=ioctl(s,SIOCGARP,&arpreq);if(err==-1){perror(“arp”);return;}unsigned char* hw=(unsigned char*)&arpreq.arp_ha.sa_data;//硬件地址printf(“%s\n”,argv[1]);printf(“%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n”,hw[0],hw[1],hw[2],hw[3],hw[4],hw[5]);close(s);return 0;}
運行結果:
[root@localhost ~]# ./ioctl-arp 222.27.253.1222.27.253.100:0f:e2:5f:3c:8c查看網關的MAC.在查看ARP高速緩存時要傳入IP地址與接口信息.而獲得接口信息要傳入接口名ifr_name,如eth0.
總結:
本文主要介紹了獲得網絡接口請求信息，獲得網卡設備映射屬性,配置網絡接口,獲得ARP高速緩存等.其它ioctl函數還能對操作文件，操作I/O,操作路由等。最后,對于網絡接口的操作與ARP高速緩存的操作分別給出了實例
總結
以上是生活随笔為你收集整理的linux ioctl函数详解,ioctl函数详解「建议收藏」(Linux.org)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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